Nikola Tesla a théorisé l’alimentation sans fil en 1895 et, bien qu’il n’ait jamais pu en être témoin, l’alimentation sans fil (ou charge par induction) a vu le jour en 2012 avec la sortie du Nokia 920, premier smartphone commercialisé à offrir des capacités de charge sans fil intégrées.
Alors, si les téléphones portables (qui utilisent également des batteries lithium-ion) peuvent se recharger sans fil, pourquoi pas les véhicules électriques ?
Regardons cela de plus près…
La recharge sans fil (ou par induction) consiste à transférer de l’énergie sans câbles ni fils. La date de la première utilisation de la recharge par induction est controversée, mais la plupart des sources indiquent la fin du XIXe siècle. Cependant, beaucoup de choses ont changé depuis la fin du XIXe siècle, et il existe aujourd’hui plusieurs méthodes de recharge par induction !
Les principales méthodes sont les suivantes :
Les tablettes de recharge, qui utilisent un système de recharge par induction électromagnétique à couplage étroit
Les vasques de recharge, qui utilisent un système de recharge par induction électromagnétique à couplage lâche
Radiofréquence (RF) non couplée
Comme vous l’avez peut-être deviné, le mot-clé ici est « électromagnétique ». Et si vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement, nos amis de Computer World l’expliquent très bien :
Une antenne à boucle magnétique (bobine de cuivre) est utilisée pour créer un champ magnétique oscillant, qui peut produire un courant dans une ou plusieurs antennes réceptrices. Si la capacité appropriée est ajoutée pour que les boucles résonnent à la même fréquence, la quantité de courant induit dans les récepteurs augmente. Il s’agit de la charge inductive résonante ou résonance magnétique ; elle permet de transmettre de l’énergie à de plus grandes distances entre l’émetteur et le récepteur et d’augmenter l’efficacité. La taille de la bobine influence également la distance de transfert de l’énergie. Plus la bobine est grande (ou plus il y a de bobines), plus la distance parcourue par une charge est grande.
Bien que nous n’aimions pas comparer les téléphones portables avec les véhicules électriques (la batterie des VE dure bien plus longtemps !), nous ferons une exception pour la recharge sans fil, car le processus est à peu près identique.
Alors qu’avec les téléphones portables, il suffit de les placer sur une petite tablette de recharge, avec les véhicules électriques, il suffit de rouler sur un grand tapis de recharge. Si le véhicule et le tapis de recharge sont compatibles, la recharge commence au bout de quelques secondes. À l’instar de la technologie dite Plug & Charge, cette technologie nécessite un « intermédiaire » entre le constructeur du véhicule et le matériel de la station de recharge, qui communique entre les deux, démarre/arrête la session de recharge et facture correctement.
C’est ce que propose actuellement Octopus Electroverse aux membres de la communauté Plug & Charge compatibles.
Bien sûr, cela donne une vision très simplifiée de la recharge sans fil des véhicules électriques. Et comme vous le savez, les choses ne sont jamais aussi simples qu’il y paraît.
Comme nous le verrons un peu plus loin, il n’existe actuellement aucune normalisation en matière de recharge sans fil pour les véhicules électriques. Cela peut rendre délicate la mise en œuvre du système. Pour prendre un exemple de normalisation « légèrement divergente », il suffit de regarder la conception de la prise de Tesla. La prise est complètement différente de celle des autres constructeurs, ce qui signifie que les conducteurs de Tesla doivent utiliser un adaptateur lorsqu’ils rechargent leur véhicule chez d’autres fournisseurs. Nous sommes d’accord pour dire que ce n’est pas la fin du monde, mais c’est tout de même gênant et prouve que la normalisation devrait venir avant la commercialisation.
Oui, il y a quelques essais menés à travers le monde qui testent la recharge sans fil, notamment avec Genesis et Volvo :
En avril 2023, Genesis a annoncé que son projet pilote de recharge sans fil était déjà bien avancé en Corée du Sud et qu’il devrait s’achever en juin 2023. L’idée derrière cet essai était de faire la lumière sur l’aspect pratique du déploiement de cette technologie et de mettre en évidence les obstacles.
Au cours de l’essai, vingt-trois stations de recharge ont été installées en Corée du Sud (dont une au siège de Genesis) avec un accès sans fil ouvert aux véhicules GV60 et eGV70. Avant l’essai, les véhicules ont été équipés d’un logiciel d’aide au stationnement qui aide le conducteur à se garer correctement au-dessus de la station de recharge pour que la recharge puisse démarrer.
Lorsque l’essai s’est achevé en juin 2023, il a suscité des réactions mitigées au sein de l’équipe Genesis. Même si le logiciel et le matériel de recharge sans fil étaient performants, les vitesses de recharge ont posé quelques problèmes, avec une puissance maximale de 11 kW.
Cela signifie qu’une Volkswagen ID.3 (batterie de 77 kWh) mettait environ 4,5 heures pour se recharger de 20 à 80 %.
Finalement, le chef de produit de Genesis, Marc Choi, a décidé que la technologie n’était pas tout à fait au point, et Genesis s’est remis au travail pour améliorer la vitesse de recharge avant qu’une date de commercialisation ne soit annoncée.
Il faut noter que 11 kW n’est pas la vitesse de recharge la plus lente qui existe. En fait, la plupart des bornes de recharge sur la voie publique (telles que celles intégrées dans les lampadaires) plafonnent à 3,5 kW. Dans toutes les situations de recharge publique, il faut adapter la vitesse de la borne de recharge aux besoins de votre voiture ou de votre trajet. Si vous souhaitez une recharge rapide en 10 minutes, vous devrez trouver la borne de recharge de 100 à 350 kW la plus proche !
Ce projet pilote remonte à mars 2022, mais contrairement à Genesis, il est toujours en cours ! Oui, jusqu’à la mi-2025, Volvo a invité les taxis XC40 de Cabonline à se recharger sans fil à Göteborg, en Suède, et à suivre les progrès réalisés.
Bien que Volvo n’ait pas dévoilé le nombre de stations de recharge sans fil installées et testées, le constructeur a déclaré que les vitesses de recharge atteindraient 40 kW, soit près de quatre fois la vitesse des stations de recharge de Genesis :
La station de recharge envoie de l’énergie à travers le tapis de recharge, qui est captée par une unité réceptrice dans la voiture. Pour positionner facilement la voiture sur le tapis de recharge, Volvo Cars utilisera son système de caméra à 360 degrés. Pour les véhicules XC40 Recharge entièrement électriques, la puissance de recharge sans fil sera supérieure à 40 kW, ce qui rendra les vitesses de recharge environ quatre fois plus rapides qu’avec une borne de recharge CA filaire de 11 kW et presque aussi rapides qu’avec une borne de recharge rapide CC filaire de 50 kW.
Au total, les voitures Volvo sont utilisées plus de 12 heures par jour et parcourent 100 000 km par an, ce qui en fait le premier test de durabilité de véhicules Volvo entièrement électriques dans un contexte d’utilisation commerciale.
1. Pas de normes communes pour la recharge sans fil
C’est certainement le plus gros obstacle. Tant que la normalisation de la recharge sans fil n’est pas établie, elle doit être abordée avec prudence. La normalisation signifie que le matériel et le logiciel doivent être évolutifs dans le temps pour garantir leur accessibilité à tous les véhicules électriques, et pas seulement à certaines marques et à certains modèles.
2. Vitesses de recharge plus lentes
Pour l’instant, la vitesse de recharge maximale pour la recharge sans fil est de 40 kW, ce qui est assez rapide, mais comme d’autres bornes de recharge filaires atteignent 350 kW, la recharge sans fil doit devenir plus rapide.
3. Coût de construction plus élevé
Même si Genesis et Volvo n’ont pas divulgué le coût de la recharge sans fil, on peut supposer que cette technologie est plus coûteuse à construire (et potentiellement à entretenir). Cela pourrait entraîner aussi des délais de construction plus longs.
Même si la recharge sans fil des véhicules électriques se profile à l’horizon, il faudra encore quelques années avant qu’elle ne devienne commercialement viable.
Avec l’essai de Volvo toujours en cours (et certainement d’autres à venir), il est important que les tests nécessaires se poursuivent et qu’une normalisation soit mise en place pour garantir l’évolutivité du concept.
Affaire à suivre sur cette page...
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